No presente trabalho é feito o estudo de uma técnica algorítmica baseada em várias versões do modelo de transbordo da Pesquisa Operacional para a síntese de redes de trocadores de calor, convencionais e flexíveis para operação multiperiódica, que apresentam máxima integração de calor e o menor número possível de trocadores. Com as versões de programação linear é calculado o custo e o consumo mínino de utilidades. Estas também podem considerar os casos de trocas proibidas e utilidades múltiplas. Para as redes convencionais, as versões de programação linear mista com inteiros permitem deduzir redes com consumo mínimo de utilidades em que o número de trocadores de calor é minimizado, permitindo ainda, a divisão de correntes e a seleção das trocas preferidas. Para as redes flexíveis, é prevista a operação em uma sequência finita de períodos de tempo em que as vazões e temperaturas das correntes podem mudar. A versão multiperiódica de programação linear mista com inteiros, leva em conta mudanças nos pontos de estrangulamento e no consumo de utilidades em cada período. A técnica estudada permite a formulação e solução automática de todas estas versões. Para cada uma destas versões são sugeridas algumas modificações que visam facilitar a sua formulação em casos especiais e principalmente, no caso das versões de programação linear mista com inteiros, reduzir o esforço computacional para a sua formulação e solução. Para verificar a eficiência e validade das diferentes versões apresentadas e das modificações sugeridas, são apresentados vãrios exemplos numéricos mostrando alguns detalhes da sua formulação e solução. Finalmente, é feita uma comparação com os resultados com o método heurístico de Ponton e Donaldson.

The combustors for gas turbines have been traditionally designed through trial and error, which is a time consuming and expensive process. With the development of computers and new simulation techniques the design process has been improved considerably. However, the design of combustors for gas turbines still remains an iterative process, which requires a broad knowledge of engine operating conditions and the interaction of their components with the engine components. This work presents the establishment of a methodology for preliminary design for gas turbine combustor, based on the methodology proposed by Melconian e Moldak and the application of a chemical reactors network (CRN), this last one in order to establish the temperature profile of the gases into combustor. Originally, the methodology proposed by Melconian e Moldak uses kerosene as fuel. For this reason, the proposed methodology in this work was adapted to consider different types of fuel. This methodology is capable to set the basic geometric parameters and providing a basic configuration of a combustor considering changes in operational loads. Some cases have been developed, which allowed verifying the implementation of the proposed methodology and the CRN. The first case was used as validation method and was employing a multi-can combustor type, which operates with kerosene as fuel based on example proposed by Melconian e Moldak. The second case corresponds to an annular combustor for an aircraft engine which operates with kerosene, natural gas and ethanol. For each of these fuels was carried out a preliminary design of combustor. The third case is a can annular combustor for application in an industrial gas turbine using natural gas, ethanol and kerosene as fuels. A step by step design methodology is presented in this work. It is important to mention that the proposed methodology is for conventional combustors.